Программа и методические указания к контрольным работам по гидравлике, пневматике, гидропневмоприводам и гидропневмоавтоматике для студентов заочной формы обучения автотракторного факультета

3.07, Определ1пъ мощжхггь шестерснното насоса, исполмуемого в объемной гщфопередаче для перемещения поршня гидроцилиндра, если внешняя нафузка поршня при рабочем ходе F, скорость рабочего хода w, диаметры поршня D, штока йш = 30 мм. Рабочая жидкость в системе - спирто-глицериновая смесь плотностью р = 1235 кг/м', вязкостью v = 1,2 • 10"^ м^/с. Общая длина трубопровода системы I = 11 м, диаметр d,

3.08, UbcrqjeHHufi насос подает масло (вязкость v = I • 10'^ MVC, плотность р = 900 кг/м ) в гидроцилнндр (диаметры поршня D,

штока <1шт = 50 мм), нагруженный внешним усилием F, при этом часть подачи насоса возвращается в приемный бак по с.чивкой тру* бе Ь, минуя гидроцилиндр.

1. Определить скорость перемещения поршня гидроцилиндра

идавление насоса рн, если его подача Q, диаметры всех Tpj-e d,

аих приведенные длины li - 10 м, I2 = 70 м, Ь = 5 м и Ц == 10 м

2. Как изменяется и рн, если сбросная труба будет выключена?

3. При какой наименьшей приведенной длине сбросной трубы Win, отвечающей наибольшему открытию дросселя, перемещение поршня прекратится?

3.09, Объемный насос, подача которого QH, питает рабочей жидкостью (р = 870 кг/м^) два пара-тлельных гидроцилиндра с одинаковым диаметром D.

Для синхронизации работы гидроцнлиндров использован делитель расхода, в котором две ветви потока проходят через дроссельные шайбы диаметром di и цилиндрические золотниковые окна высотой S, перекрываемые плавающим поршеньком диаметром d2 = 30 мм. При неодинаковых нагрузках гидроцилиндрсе поршенек смещается в сторону менее нагруженной ветви, изменяя сопротивления ветвей (за счег неодинаковых опфытий золотниковых окон) и пОрОдерживая равенство расходов, поступающих в гидфоцилиндры.

Определить скорость установившегося движения поршней гидроцилиндров, давление рв насоса на входе в делитель и смещение X поршенька из крайнего левого положения при нагрузках гидроцилиндров Fi = 10 кН и р2 = 20 кН.

31

Коэффициент расхода дроссельных шайб принять jij • 0,6 и эо» лотниковых окон Ц2

3.10. На исполнительный цилиндр гшфоусилителя (диаметр поршня D, штока durr - 30 мм) действует сила F. Рабочая жидкость (р = 850 к г / и ) подается в нижнюю полость цилишфа насосом под

давлением рн = 5 МПа.

Однокромочный золотник с диаметром плунжера dj = 25 мм управляет перемещениями штока цилиндра путем изменения открытия цилиндрического окна, через которое жидкость поступает из верхней полости цилиндра на слив.

В поршне цилиндра имеется дросселирующее отв^стие диаметром di, благодаря которому можно при определенных открыти-

3.11. Для понижения давления на некотором участке гщцросистемы применяют редукционный клапан, в котором требуемая разница давлений создается за счет потерь энергии в клапанной щели. В показанной на рисунке конструкции задано давление на входе pi ^^ 20 МПа и давление на выходе рз.

Пренебрегая трением, определить диаметр клапана dj и его подъем у, если^диаметр дифференциального поршня d: и расход жидкости через клапан Q. Жесткость пружины с = 20 №мм и ее натяг при Lo == 5 мм у = 0. Коэффициент расхода клапана ц =0,6, Плотность жидкости р = 900 кг/м^

3.12. Для понижения давления на некотором учаспсе п^фосистемы применен редукционный клапан, схема южного показана на (жсунке. Пренефегая трением, определить редуцированное давление рг при расходе через клапан Q, если давление на входе в клапан pi.

Вычислить подъем у клапана, приняв коэффициент расхода = 0,6. Жесткость пружины клапана с = 235 WMM, ХОД сжатия 1,

диаметр клапана d, плотность жидкости р = 900 кг/м^.

32

3.13. Объемный насос, характеристика которого приведена на

ром d в цилиндр с дифференциальным поршнем, ДИамеггры которого Di и Dj. Предохранительный клапан отрегулирован на давление

20 МПа.

Определить ск<ч)осгь поршня и развив^мое насосом давление в двух случаях: при нагрузке на поршень F и при F = 0.

3.14. Определить полезную мощность насоса объемного гидропривода, если внешняя нагрузка на поршень ги(дроцилиндра F, скорость рабочего хода v , диаметры поршня D, ш т о и dat = 30 мм. Механический КПД гидроцилиндра Лмех " ^,96, объемный КПД гидроцилиндра т|об = 0,97. Общая длина трубоп1)овода системы 1 = 5 м, диаметр трубопроводов d, суммарный коэффициент мест-

3.15. Определить рабочее давление и подачу насоса объемного гидропривода, если усилие на штоке гидроиилиндр^ F, ход поршня

== 0,98. Расчетные длины напорного и сливного трубопроводов 1 = 6 м, диаметр d = 10 мм. Рабочая жидкость - мас;ло трансформаторное ( р = 890 кг/м', V = 90 • 10"^ м^/с).

3.16. Построить график изменения скорости пфе1иещения пфшня гвдроциличщм в зависимости от >тла а наклона шайбы регул1фуемого аксиально-поршневого насоса. Г^зеделы изменения irjia а = О ... 30". Параметры гидроцилиндра: диаметры поршня Di, иггока dm = 0,6 Dj. Параметры насоса Z = 7, п = 1200 об/мин, диаметр Цщшнаров d, диаметр оч>ужности цешров цилиндров D = 2,7d

3.17. В объемном гидроприводе насос соединен с гндромотором двумя трубами с эквивалентной длиной 1 и диамехром d. Определить мощность, теряемую в трубопроводе, и перепад давления на гидроиогоре, если полезная мощность насоса N», а расход жидкости Q, Рабочая жидкость - трансформаторное масло

34

3.18. Пользуясь характеристикой гидромуфты, определить расчетный и максимальный моменты, передаваемые ею, а также передаточное отношение, КПД и скольжение S при этих режимах, если активный диаметр гидромуфты D», частота вращения ведомого вала П], рабочая жидкость - трансформаторное масло, Как изменятся передаваемые крутящий момент и мощность, если частоту вращения ведущего вала увеличить в полтора раза?

Хг^актеристака гидромуфта

3.19, Пользуясь характеристикой, приведенной в задаче 3.18, определить активный диаметр и построить внешнюю (моментную) характеристаку гидромуфты, предназначенной для работы с асинхронным элеетродвигателем, развивающим максимальный крутя- Щ^Р МШааТ Л/щпчх 48CTVT& SpamCNHX Лд. Ps6<ms/t ЖI{ДiXK7Ъ • минеральное масло.

Указание. Активный диаметр Da может быть определен по уравнению моментов совмещением режимов гидромуфты при i = О

иэлектродвигателя при Мдпах.

3.20.В системе объемного гидропривода пневматический аккумулятор с избыточным давлением газа р питает маслом гидроцилиндр диаметром D, Плотность масла р = 910 кг/м\ вязюсть v = 0.2 • 10"^ MVC. Соединительная латунная трубка (rnqroxoBaTOcib Д = 0,001 мм) имеет размеры I = 12 м nd = 15 мм.

Определить скорость Уд установившегося движения поршня гидрошлиндра, когда к нему приложена полезная нагрузка F.

Какой станет установившаяся скорость поршня при сбросе полезной нагрузки ^ = 0)?

Местные сопротивления трубки принять равными 30% от сопротивления по длине.

35

Ра з д е л 4 . ЗАДАЧИ ПО ПНЕВМАТИКЕ

4.01.Рассчитать давление в междроссельной камере усилителя типа «сопло-заслонка» с точностью не менее 5% методом последовательных приближений с учетом изменении коэффициента расхода при следующих условиях; диаметр постоянного дросселя (жиклера) djKi диаметр переменного дросселя (сопла) d^; давление питания абсолютное ро; давление атмосферное р» = 0,1 МПа; температура воздуха Т = 293 К; расстояние «сопло - заслонка» h = 0,03 мм; коэффициент расхода жиклера fi^, =0,8 [4, с. 43, 7l...76j.

4.02.Рассчитать распределитель золотникового типа ддя управления пневмоцнлицдром при следующих условиях работы: диаметр поршня цилиндра D; суммарная нагрузка на поршень N; максимальная ск<^х>сть движения поршня у ; температура воадуха Т = давление перед распредел1ггелем ро = 0,6 МПа, атмосферное давление Ра = 0,1 МПа.

Определить шссовый расход воздуха в пневмои^пиндр G. Влиянием соединительных тру^проводов пренебречь. Коэффициент расхода дросселирующих окон принять ц = 0,8 [4, с. 59. 63,3 i 9]

4.03.Построить статическую характеристику струйной трубки

(зависимости давлений pi и pj, а также ppp'i от смешения трубки относительно центра между приемными отверстиями X) при заданных параметрах, диаметр отверстий сопла и приемной пластины d; абсолютное давление перед трубкой ро; атмосферное давление ра = 1-10^ Па, расстояние меаду кромками отверстий приемной пластины b = 0,2 мм [4, с. 64...69,72].

Утечками газа через уплотнения поршня пренебречь.

4.04. Дан пневматический щюсселъ, состоящий из трех одинаковых последовательно установленных и ш б с отверстиями. Шайбы установлены на некотором расстоянии друг от друга. Определить давления меэкду шайбами при следующих условиях: абсолютное давление питания ро; атмосф^ное давление ра ^ 1 • Ш^Па [4, с. 81. .84].

4.05. Построить график нарастания давления в глухой камере, соединенной с источником давления через капилляр, при следуки

39

ц = 1.8 • 10"^ Па • с, температура воздуха Т = 20'С; объем камфы V; длина капилляра 1 = 10 мм; диаметр капилляра d; универсальная газовая постоянная R = 287 Д?к/кг • К.

График постротъ до давления в камере pi 0,95 • ро. Определтъ постоянную ершена граф1ИбСки и аналитически [4, с. 100 ..103].

4.06. Построить графики зависимости массового расхода воздуха от давления на входе в капилляр при истечении в атмосферу при следующих условиях: минимальное давление на входе в капилляр Pmin; максимальное давление на входе в капилляр рт»*; темпфатура воздуха Tt = -30°С; Тг = 0"С; Ъ = 30°С; длина капилляра 1 = Ш мм; диаметр капилляра d [4, с. 7>1].

4.07. Рассчитаппь параметр" кольцевого дросселя «цилиидфцилиндр» при выходе воздуха из ресивера в атмосферу при следующих условиях: массовый расход G; давление в ресивере ро; температура воздуха Т = 293 К; отношение «длина/диаметр» шеяи п = 10; ширина щели а.

Определить массовый расход воздуха и воды через дроссель при прочих равных условиях [4, с. 41].

4.08. Определить время переходного процесса для наполнения и опорожнения пневматической камеры через дроссель при слеяуюП1ИХ условиях: емкость камеры V; площадь жиклера S; коэффициент расхода жиклера Ц " 0,6; температ>ра воздуха Т; давление пихания ро; атмосферное давление ре - 0,1 МПа; показатель адиабаты К =1,4 [5, с 231].

4.09. Построить х^акгеристику развиваемого плоской мембраной усилия в зависимости от хода при следующих условиях: давление воздуха р,,; диаметр мембраны Dj; диаметр жесткого центра Eh = 30 мм; максимальный прогиб мембраны Х,пак.

Влиянием физических свойств мембраны пренебречь [4, с. 52], 4.10. Рассчитать ход сварного стального сильфона, поднимающего

груз, при сяедуюищх условгегх: наружный да^епгр гофров Он; внутренний диаметр гофров D® = 30 мм; масса груза ш, давление в сильфоне р; число гофров п = 5; толщина стенок о = 0,2 мм; модуль уп-

40